汽修企業(yè)VOCs的污染防治措施和建議

1、    汽修企業(yè)vocs的污染防治措施和建議    楊陽摘 要：分析和總結(jié)了北京市對(duì)于汽修行業(yè)大氣污染治理措施的相關(guān)制度及形勢，闡述了汽修行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物（vocs）排放特點(diǎn)，綜述了處置vocs的主要技術(shù)，并結(jié)合某4s店的實(shí)際情況對(duì)vocs的排放情況提出了污染防治控制措施和建議。關(guān)鍵詞：vocs 汽修 大氣污染防治中圖分類號(hào)：x512 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：1674-098x（2017）05（a）-0117-03近十幾年來，北京市連續(xù)采取大氣污染治理措施，空氣中主要污染物濃度逐年下降，但大氣污染物排放總量仍然超過環(huán)境容量，空氣質(zhì)量與國家新標(biāo)準(zhǔn)和公眾期

2、盼依然存在較大差距，大氣污染復(fù)合型特征突出，城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)和市民日常生活產(chǎn)生的污染物所占比重越來越大，大氣污染防治形勢十分嚴(yán)峻。為貫徹落實(shí)國家大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃，進(jìn)一步改善空氣質(zhì)量，北京市特制定北京市20132017年清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃。計(jì)劃中明確要加強(qiáng)揮發(fā)性有機(jī)物治理。到2017年，北京市工業(yè)重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放量與2012年相比累計(jì)減少50%左右。尤其在汽車制造、電子、印刷、家具、建筑等行業(yè)，重點(diǎn)抓好揮發(fā)性有機(jī)物污染控制，推廣使用先進(jìn)涂裝工藝技術(shù)，優(yōu)化噴漆工藝與設(shè)備，深化涂裝有機(jī)廢氣治理，溶劑型涂料涂裝工序必須密閉作業(yè)，配備有機(jī)廢氣高效收集和回收凈化設(shè)施，加強(qiáng)其他溶劑使用工藝揮發(fā)性有機(jī)物

3、的治理。同時(shí)，為貫徹國務(wù)院下發(fā)的大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃，落實(shí)北京市政府發(fā)布的北京市20132017年清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃，鼓勵(lì)排污單位開展大氣污染防治環(huán)保技術(shù)改造，加快推進(jìn)固定源大氣污染治理，北京市特制定了北京市大氣污染防治技術(shù)改造項(xiàng)目獎(jiǎng)勵(lì)資金管理辦法。2015年，北京市環(huán)保局重點(diǎn)對(duì)汽修企業(yè)開展了清潔生產(chǎn)審核工作，并對(duì)其中的部分企業(yè)采取了強(qiáng)制審核，通過清潔生產(chǎn)審核及資金獎(jiǎng)勵(lì)管理辦法等措施，鼓勵(lì)汽修企業(yè)開展揮發(fā)性有機(jī)物防治環(huán)保技術(shù)改造。1 汽修行業(yè)vocs排放特點(diǎn)揮發(fā)性有機(jī)物（vocs）（全稱volatile organic compounds）通常指沸點(diǎn)50 250 1、室溫下飽和蒸氣壓超過13.3

4、 pa的有機(jī)化合物，其主要成分為烴類、鹵代烴、氮烴、含氧烴、硫烴及低沸點(diǎn)的多環(huán)香烴等，vocs對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量的影響已引起國內(nèi)大氣化學(xué)科學(xué)家們的共同重視。鑒于北京市的汽車擁有量基數(shù)大，以4s店為代表的汽車維修行業(yè)得到了快速的發(fā)展，汽車修理企業(yè)數(shù)量眾多，遍布京城各地。4s店為顧客提供漆面修復(fù)服務(wù)時(shí)，在汽車修理的噴涂漆過程中產(chǎn)生大量的含vocs排放，主要是甲苯和二甲苯等2，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。目前，大多數(shù)4s店噴漆烤漆使用油基涂料，其中作為溶劑的揮發(fā)性有機(jī)物（vocs）具有光化學(xué)活性，當(dāng)排放到大氣中，是形成細(xì)粒子（pm2.5）和臭氧的重要前體物質(zhì)，從而增強(qiáng)溫室效應(yīng)，同時(shí)在環(huán)境中具有累積性和持久性等特點(diǎn)

5、。研究表明，不同地區(qū)的大氣中半揮發(fā)或不揮發(fā)的有機(jī)物在pm2.5細(xì)粒子中的比重占到20%40%左右，還有部分的大氣細(xì)粒子由vocs轉(zhuǎn)化而來。2 國內(nèi)vocs處置技術(shù)大氣污染防治既是重大民生問題，也是經(jīng)濟(jì)升級(jí)的重要抓手3。從處理方式來看，vocs污染控制技術(shù)分為破壞性、非破壞性方法，破壞性的方法是由化學(xué)或生化反應(yīng)，用光、熱、微生物和催化劑將vocs轉(zhuǎn)化成co2和h2o等無毒無機(jī)小分子化合物。非破壞性法是通過物理方法，控制溫度、壓力或用選擇性滲透膜和選擇性吸附劑等來富集和分離揮發(fā)性有機(jī)物。它們分別應(yīng)用于不同的場合。對(duì)于高濃度（>5 000 mg/m3）或比較昂貴的有機(jī)廢氣，宜采用吸收法、冷凝法

6、等加以回收；對(duì)于中等濃度（5005 000 mg/m3）的有機(jī)廢氣采用直接燃燒、催化燃燒、生物過濾等，對(duì)于低濃度（<500 mg/m3）的有機(jī)廢氣一般采用吸附法、低溫等離子技術(shù)、光催化技術(shù)等。2.1 適用于高濃度（>5 000 mg/m3）的有機(jī)廢氣2.1.1 吸收法用溶液、溶劑或清水吸收工業(yè)廢氣中的揮發(fā)性氣體，使其與廢氣分離的方法叫做吸收法。吸收法適合較高濃度的廢氣回收，去除效率高，投資低，能耗小，安全可靠，但操作條件要求苛刻，吸收劑消耗量大，需不斷補(bǔ)充。2.1.2 冷凝法冷凝法是用來回收vocs的一種有效方法，其基本原理是利用氣態(tài)污染物在不同的溫度和壓力下具有不同飽和蒸氣壓，通

7、過降低溫度和增加壓力，使某些有機(jī)物凝結(jié)出來，使vocs得以凈化和回收。該方法適合沸點(diǎn)較高的有機(jī)物，具有回收純度高、設(shè)備工藝簡單、輸出為液態(tài)油可直接利用等優(yōu)點(diǎn)，但冷凝法要達(dá)標(biāo)需要降到很低的溫度，耗電量巨大，不是真正意義上的“節(jié)能減排”。2.2 適用于中等濃度（5005 000 mg/m3）的有機(jī)廢氣2.2.1 燃燒法燃燒法分直接燃燒法和催化燃燒法。（1）直接燃燒：直接燃燒技術(shù)將廢氣作燃料加熱到有機(jī)溶劑的燃點(diǎn)溫度以上（760 980 ）燃燒凈化，適用于凈化含可燃有害組分濃度較高的廢氣或者燃燒時(shí)熱值較大的廢氣，優(yōu)點(diǎn)是凈化效率高，凈化徹底，基本沒有有機(jī)副產(chǎn)物。但缺點(diǎn)是燃燒室溫度過高，有較大的安全隱患。

8、（2）催化燃燒：催化燃燒技術(shù)是借助催化劑使vocs在較低的起燃溫度條件下進(jìn)行無火焰燃燒分解成二氧化碳和水蒸氣，用于處理可燃或者在高溫下可分解的有機(jī)氣體，適合于較高濃度沒有回收價(jià)值的混合有機(jī)廢氣。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是降低燃燒溫度，提高能量利用率；無焰燃燒產(chǎn)生的熱流溫度適中，無需冷卻空氣稀釋，提高了熱效。但是該技術(shù)的氣體燃燒反應(yīng)條件非?？量蹋韪邷?、高空氣和高水蒸氣分壓；催化劑須具備高活性、高熱穩(wěn)定性，抗中毒。2.2.2 生物過濾利用微生物的新陳代謝過程對(duì)多種有機(jī)物和某些無機(jī)物進(jìn)行生物降解，可以有效去除工業(yè)廢氣中的污染物質(zhì)，此即為處理有機(jī)廢氣的生物法。該法處理效率高，工藝簡單，費(fèi)用低，無二次污染，但對(duì)高

9、濃度、生物降解性差及難生物降解的vocs去除率低。 2.3 適用于低濃度（2.3.1 吸附法吸附技術(shù)是最為經(jīng)典和常用的氣體凈化技術(shù)，也是目前工業(yè)vocs治理的主流技術(shù)之一?；钚蕴恳蚱渚哂写蟊缺砻娣e和微孔結(jié)構(gòu)而廣泛應(yīng)用于吸附回收有機(jī)氣體?；钚蕴窟m用于低濃度的各種污染物，活性炭價(jià)格不高，能源消耗低，應(yīng)用起來比較經(jīng)濟(jì)，通過脫附冷凝可回收溶劑有機(jī)物，應(yīng)用方便，只與空氣相接觸就可以發(fā)揮作用。但是該法存在的主要問題是由于混合氣體中存在大量水蒸氣會(huì)導(dǎo)致活性炭的使用壽命較短，因此需要經(jīng)常更換活性炭，造成了回收處理成本的增加。2.3.2 低溫等離子技術(shù)低溫等離子技術(shù)是一種通過外加電場的作用，使介質(zhì)放電產(chǎn)生大量的

10、高能電子，高能電子和揮發(fā)性有機(jī)物的分子經(jīng)過一系列復(fù)雜的等離子物理和化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而將有機(jī)物降解為無毒無害物質(zhì)的方法。廢氣處理濃度范圍廣泛（110 000 ppm），在100 ppm以下處理效果更佳，但該技術(shù)的設(shè)備投資費(fèi)用較高。2.3.3 光催化氧化光催化氧化是目前研究較多的一種高級(jí)氧化技術(shù)，催化劑受光照射，電子躍遷，生成電子-空穴對(duì)，對(duì)有機(jī)廢氣氧化還原凈化。此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件溫和（常溫、常壓），催化劑無毒。缺點(diǎn)是催化劑效率下降易失活，副產(chǎn)物較多，后期的凈化效率較低。2.4 汽修企業(yè)vocs處置措施2016年，對(duì)某4s店開展了清潔生產(chǎn)審核工作，清潔生產(chǎn)的過程就是不斷采取改進(jìn)設(shè)計(jì)、使用清潔的能源

11、和原材料，采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設(shè)備、改善管理、綜合利用等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放，以減輕或者消除對(duì)人類健康和環(huán)境的危害。因此，通過綜合手段在源頭、生產(chǎn)過程中全面預(yù)防污染物的產(chǎn)生，發(fā)現(xiàn)該企業(yè)在揮發(fā)性有機(jī)物處理存在的問題：（1）未使用環(huán)保水性漆；（2）調(diào)漆間與洗槍區(qū)設(shè)置在一個(gè)房間，但洗槍環(huán)節(jié)未單獨(dú)設(shè)置廢氣處理系統(tǒng)，且未在密閉空間進(jìn)行；（3）通過污染因子平衡可知，該4s店產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物量遠(yuǎn)大于每年活性炭的用量，明顯處理能力不夠，因此需對(duì)原噴烤漆房廢氣處理系統(tǒng)進(jìn)行改造。針對(duì)該企業(yè)的以上情況，經(jīng)過研討提出了以下環(huán)保防治措施。方案

12、1：將面漆（油性漆）更換為環(huán)保水性漆。（1）方案簡介。由于油性漆中含有大量的苯、甲苯及衍生物，使得車輛作業(yè)中產(chǎn)生較多的vocs排放，嚴(yán)重影響作業(yè)健康和大氣環(huán)境，通過使用環(huán)保水性漆替代油性漆，可大量減少vocs排放。水性漆和油性漆在施工的時(shí)候都需要用稀釋劑進(jìn)行調(diào)和，油性漆的稀釋劑中包含各種有害物質(zhì)，其揮發(fā)時(shí)間可能需要58年，有的甚至長達(dá)10年，而環(huán)保水性漆中主要以水和水合溶劑作為漆料的溶劑，因此大大減少了有機(jī)溶劑的含量，從而降低了vocs排放。（2）改造方案。將目前使用的面漆由油性漆更換為水性漆，需對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，并添置必要的專用設(shè)備，設(shè)備改造包括如下內(nèi)。對(duì)調(diào)漆間重新規(guī)劃、布局，采購水

13、性調(diào)漆架、調(diào)漆桌一套。過濾裝置配備足量過濾棉及活性炭。采購帶氣壓表的水性漆專用噴槍。采購安裝文丘里（水性漆專用吹風(fēng)筒），用于局部干燥。采購安裝油水分離器。選用環(huán)保水性漆。（3）環(huán)境及經(jīng)濟(jì)可行性分析。采用水性漆替代油性漆產(chǎn)生的環(huán)境效益是可以大大減少vocs的排放，體現(xiàn)在3個(gè)方面。第一，降低了面漆vocs排放：根據(jù)4s提供的面漆（油性漆、水性漆）的成分表，可以看出，采用油性漆vocs排放量占比56%，采用水性漆vocs占比10%，有效降低了vocs的產(chǎn)生及排放。第二，降低了稀釋劑和固化劑的使用量：使用面漆（油性漆），需要稀釋劑和固化劑調(diào)配，而采用面漆（水性漆）以水作溶劑，因此可降低稀釋劑和固化劑的

14、使用量，減少vocs的排放。第三，降低了洗槍稀料的使用量：油性漆需要用稀料進(jìn)行清洗噴槍，而水性漆可用水清洗，大大減少稀料的消耗，并有效減少對(duì)作業(yè)人員的傷害。方案2：vocs廢氣治理改造。（1）方案簡介。vocs廢氣治理分為：調(diào)漆及洗槍過程vocs廢氣、噴烤漆房噴漆廢氣。設(shè)計(jì)方案如下。調(diào)漆間：購置一臺(tái)洗槍機(jī)，加集氣系統(tǒng)，調(diào)漆及洗槍過程vocs廢氣集中匯集至噴烤漆房末端一體化處理設(shè)備設(shè)施。噴烤漆房：根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，兩間噴烤漆房輪流使用，因此設(shè)計(jì)一套末端處理設(shè)施，并在每間噴烤漆房尾氣排放管道加裝一個(gè)管道閥，分別進(jìn)入末端處理設(shè)備，不用時(shí)關(guān)閉，使用時(shí)打開，處理設(shè)備末端設(shè)置一個(gè)排放煙囪。（2）改造方案。

15、改造設(shè)施包括如下幾項(xiàng)。預(yù)處理系統(tǒng)：以過濾棉除漆霧+精過濾的方式去除漆霧和細(xì)粉塵，目的是保護(hù)活性炭的使用壽命，為后續(xù)活性炭再生創(chuàng)造條件。兩級(jí)過濾后可以保證粉塵凈化效率在99%以上，凈化后進(jìn)入吸附劑層的廢氣中粉塵濃度在1 mg/m3以下，保證吸附設(shè)備長時(shí)間正常運(yùn)行。當(dāng)被捕集物逐漸堵塞過濾棉或?yàn)V筒的孔道，減少過濾面積、增加過濾阻力時(shí)，過濾材料會(huì)達(dá)到容塵飽和，更換時(shí)間根據(jù)系統(tǒng)的濃度不同而不同?；钚蕴课较到y(tǒng)：活性炭吸附技術(shù)具有凈化效率高，適應(yīng)范圍廣，工藝路線簡單，治理費(fèi)用相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，是目前vocs治理的主流技術(shù)。根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況選擇活性炭吸附法處理vocs。更換風(fēng)機(jī)、煙囪。建議安裝vocs在線監(jiān)測

16、探頭，可隨時(shí)監(jiān)測活性炭吸附率，從而節(jié)省運(yùn)行成本。2016年執(zhí)行汽車維修業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)db11/1228-2015標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)要求，“采用非原位再生吸附處理工藝，應(yīng)按審定的設(shè)計(jì)文件要求確定吸附劑的使用量及更換周期，且每萬立方米每小時(shí)設(shè)計(jì)風(fēng)量的吸附劑使用量不應(yīng)小于1 m3，更換周期不應(yīng)長于1個(gè)月”。vocs在線監(jiān)測裝置監(jiān)測活性炭吸附飽和度，達(dá)到設(shè)定預(yù)警值時(shí)報(bào)警，此時(shí)進(jìn)行活性炭更換，以節(jié)省活性炭費(fèi)用。3 結(jié)語vocs的污染控制技術(shù)包括源頭控制和末端治理兩類。在源頭控制方面，首要措施是調(diào)整或替換油性漆為水性漆，從而減少強(qiáng)毒性vocs的使用，其次是改良工藝，如提高設(shè)備的自動(dòng)化和密封程度來減少vocs的逸散。在末端治理方面，活性炭吸附技術(shù)是目前vocs治理的主流技術(shù)，催化法有廣闊的應(yīng)用前景，可配合相應(yīng)的處置技術(shù)，形成如低溫等離子體催化、光催化等新的聯(lián)合技術(shù)。防治大氣污染、改善空氣質(zhì)量是全社會(huì)的共同責(zé)任。要大力弘揚(yáng)生態(tài)文明理念，加快培育首都特色的環(huán)境文化，系統(tǒng)開展大氣污染防治的知識(shí)普及、公益廣告等活動(dòng)，動(dòng)員全社會(huì)踐行綠色環(huán)保的生產(chǎn)、生活方式，引導(dǎo)全社會(huì)樹立關(guān)心環(huán)保、踐行環(huán)保的新風(fēng)尚，形成保護(hù)環(huán)境、人人有責(zé)，改善環(huán)境、人人行動(dòng)的新局面。參考文獻(xiàn)1 鄧